Cyfroteka.pl

klikaj i czytaj online

Cyfro
Czytomierz
00247 001929 12928074 na godz. na dobę w sumie
Wpływ stanu retencji podziemnej na proces odpływu w zlewni nizinnej - ebook/pdf
Wpływ stanu retencji podziemnej na proces odpływu w zlewni nizinnej - ebook/pdf
Autor: Liczba stron:
Wydawca: Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego Język publikacji: polski
ISBN: 978-83-235-2858-6 Data wydania:
Lektor:
Kategoria: ebooki >> naukowe i akademickie >> geologia i geografia
Porównaj ceny (książka, ebook, audiobook).

Wnikliwe studium relacji między zmiennością czasową i przestrzenną zasobów wodnych strefy aeracji oraz zmian odpływowej retencji strefy saturacji stanowiące podsumowanie ponad dziesięcioletnich badań eksperymentalnych i teoretycznych prowadzonych przez autorkę w Zakładzie Hydrologii Wydziału Geografii i Studiów Regionalnych Uniwersytetu Warszawskiego. Badaniami objęto nizinną zlewnię rzeki Łasicy znajdującą się na terenie Kampinoskiego Parku Narodowego. Publikacja będąca zarówno nowatorskim studium metodologicznym i metodycznym, jak i wartościową pracą regionalną

Znajdź podobne książki Ostatnio czytane w tej kategorii

Darmowy fragment publikacji:

# # 7 # 5 2 # a S U Z P U k 1 B V C 1 W a X J 0 d W F s b w = = 100 95 75 25 5 0 100 95 75 25 5 0 Dr Urszula Somorowska, adiunkt w Zak‡adzie Instytutu Geografii Fizycznej na Hydrologii Wydziale Geografii i Studi(cid:243)w Regionalnych Uniwersytetu Warszawskiego. Absolwentka Uniwersytetu Warszawskiego (1984), MiŒdzy- narodowego Instytutu Hydrauliki i In¿ynierii (cid:140)rodowiska (IHE) w Delft w Holandii (1986) oraz Centralnego Uniwersytetu Europejskiego (CEU) w Budapeszcie (1993). Stypendystka UNESCO (1985/1986), DAAD (1989/1990), CEU (1994), a t a k ¿ e P o s t d o c t o r a l R e s e a r c h F e l l o w w 1994 r. w Szkole Zasob(cid:243)w Naturalnych i (cid:140)ro- dowiska w Uniwersytecie Michigan (School of Natural Resources and Environment, The University of Michigan). Uczestniczka Programu NE FRIEND (Northern European Flow Regimes from International and Experimental Network Data), w Projekcie No. 5 ((cid:147)Catchment Hydrological Biogeochemical Processes in a Changing Environment(cid:148)) w ramach MiŒdzy- narodowego Programu Hydrologicznego IHP UNESCO. Jej zainteresowania badawcze dotycz„ dynamiki obiegu wody w (cid:156)rodowisku oraz modelowania matematycznego proces(cid:243)w hydrologicznych. W ostatnich latach tematyka badawcza obej- mowa‡a g‡(cid:243)wnie zagadnienia zwi„zane z dyna- mik„ w(cid:243)d strefy aeracji. Prace badawcze by‡y prezentowane na licznych konferencjach miŒdzynarodowych, m.in. w Wiedniu (European Geophysical Society XXII General Assembly, 1997), w Kapsztadzie (UNESCO FRIEND Conference, 2002), w Lugano w Szwajcarii ( I EM S S C o n f e r e n c e , 2 0 0 2 ) , w S i n t r z e w Portugalii (Third International Conference on Computer Simulations in Risk Analysis and Hazard Mitigation, 2002) oraz w Luksemburgu (ERB Conference, 2006). Prezentowana ksi„¿ka stanowi podsumowanie ponaddziesiŒcioletnich badaæ eksperymen- talnych i teoretycznych, dotycz„cych zasob(cid:243)w wodnych strefy aeracji oraz zmian odp‡ywowej retencji strefy saturacji. Jest to szczeg(cid:243)‡owe studium zwi„zane z badaniami retencji podziemnej prowadzonymi na terenie Kampino- skiego Parku Narodowego. 473 Urszula Somorowska Wp‡yw stanu retencji podziemnej na proces odp‡ywu w zlewni nizinnej i l a g o o r d y h l U r s z u a S o m o r o w s k a W p y w s t a n u r e t e n c ‡ j i p o d z i e m n e j n a p r o c e s o d p y w u w z l e w n ‡ i n i z i n n e j Cena 25,00 z‡ ISBN 978-83-235-0363-7 100 95 75 25 5 0 100 95 75 25 5 0 Wp‡yw stanu retencji podziemnej na proces odp‡ywu w zlewni nizinnej ##7#52#aSUZPUk1BVC1WaXJ0dWFsbw== 473 PracŒ dedykujŒ pamiŒci mojego Taty ##7#52#aSUZPUk1BVC1WaXJ0dWFsbw== Urszula Somorowska Wp‡yw stanu retencji podziemnej na proces odp‡ywu w zlewni nizinnej ##7#52#aSUZPUk1BVC1WaXJ0dWFsbw== Wplyw sklad 02/12/2006 17:19 Page 4 Recenzenci Wojciech Che∏micki Alfred Kaniecki Projekt ok∏adki Jakub Rakusa-Suszczewski Redakcja i korekta Barbara Nowak Redakcja techniczna Zofia Kosiƒska Sk∏ad i ∏amanie Julia Adamska Praca finansowana ze Êrodków Badaƒ W∏asnych UW oraz Wydzia∏u Geografii i Studiów Regionalnych UW © Copyright by Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego 2006 ISNN 0509-7177 ISBN 978-83-235-2858-6 (PDF) Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego 00-497 Warszawa, ul. Nowy Âwiat 4 http://www.wuw.pl; e-mail: wuw@uw.edu.pl Dzia∏ Handlowy: tel (0 48 22) 55 31 333 e-mail: dz.handlowy@uw.edu.pl Ksi´garnia internetowa: http://www.wuw.pl/ksiegarnia Wydanie I ##7#52#aSUZPUk1BVC1WaXJ0dWFsbw== Wplyw sklad 02/12/2006 17:19 Page 5 Spis treÊci Przedmowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1. Wst´p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.1. Retencja podziemna w kszta∏towaniu procesów hydrologicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.2. Koncepcje teoretyczne w badaniach odp∏ywu i retencji podziemnej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2. Cel i zakres pracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3. Materia∏ empiryczny i metody badaƒ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.1. Zlewnia nizinna jako obiekt badaƒ retencji podziemnej i odp∏ywu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2. Materia∏ empiryczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3. Metody badaƒ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1. Pomiary eksperymentalne wilgotnoÊci gleb . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.2. Algorytmy obliczeƒ zapasów wody w profilach glebowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.3. Stochastyczny model dynamiki uwilgotnienia gleb . . . . . . . . . . 3.3.4. Inwersyjna metoda oceny dynamicznej retencji 34 37 43 43 45 50 podziemnej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.3.5. Modele regresji w ocenie zale˝noÊci zmiennych hydrologicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4. Stan retencji strefy aeracji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1. Uwilgotnienie profili glebowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2. Zapasy wody w profilach glebowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3. Analiza zmiennoÊci stanów retencji strefy aeracji . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4. Analiza cz´stoÊci stanów uwilgotnienia strefy aeracji . . . . . . . . . . . . . . 5. Stan retencji strefy saturacji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1. Zmiany stanu wód podziemnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2. Wp∏yw stanu wód podziemnych na przep∏yw . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 59 72 79 87 91 91 94 ##7#52#aSUZPUk1BVC1WaXJ0dWFsbw== Wplyw sklad 04/12/2006 21:41 Page 6 6 Spis treÊci 5.3. Recesja przep∏ywu podziemnego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 5.4. Zmiany odp∏ywowej retencji podziemnej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 6. Wp∏yw stanu retencji podziemnej na odp∏yw . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 6.1. Zwiàzek stanu retencji strefy aeracji ze stanem retencji odp∏ywowej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 6.2. Wp∏yw stanu retencji strefy aeracji na przep∏yw . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 6.3. NiepewnoÊç oceny retencji strefy aeracji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 7. Podsumowanie i wnioski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Spis symboli – List of symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Spis rysunków . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Spis tabel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 List of figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 List of tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 ##7#52#aSUZPUk1BVC1WaXJ0dWFsbw== Wplyw sklad 02/12/2006 17:19 Page 7 Przedmowa Niniejsza rozprawa jest podsumowaniem ponaddziesi´cioletnich badaƒ eksperymentalnych i teoretycznych, dotyczàcych zagadnienia retencji pod- ziemnej, prowadzonych przez autork´ w Zak∏adzie Hydrologii Wydzia∏u Geografii i Studiów Regionalnych Uniwersytetu Warszawskiego. Podj´cie badaƒ eksperymentalnych w 1994 r. z zastosowaniem nowoczesnej apara- tury pomiarowej by∏o mo˝liwe dzi´ki indywidualnemu projektowi badaw- czemu, finansowanemu przez Centralny Uniwersytet Europejski w ramach Programu Wspierania Badaƒ nad Ârodowiskiem (ERSS No. 92-14 – Envi- ronmental Research Support Scheme of the Central European University, Department of Environmental Sciences and Policy, Budapest). Badania by- ∏y ponadto finansowane przez Wydzia∏ Geografii i Studiów Regionalnych UW, a tak˝e przez Komitet Badaƒ Naukowych, ze Êrodków przeznaczo- nych na inwestycj´ aparaturowà Nr 4441/IA/115/2003 w 2003 r. W przy- gotowaniu rozprawy zosta∏y uwzgl´dnione czàstkowe wyniki przedstawio- ne we wczeÊniejszych publikacjach, a jednoczeÊnie prezentowane na konferencjach mi´dzynarodowych i krajowych w formie nast´pujàcych refe- ratów: – „Estimation of the soil moisture conditions using TDR meter in the Lasica catch- ment, Poland”, Konferencja Europejskiego Towarzystwa Geofizycznego (European Geophysical Society XXII General Assembly, Session HS01: Physical generating mechanisms of flood producing runoff), Wiedeƒ, 1997 (Somorowska, 1997); – „Rekonstrukcja historycznych stanów retencji strefy aeracji w zlewni przekszta∏- conej antropogenicznie”, Konferencja Polskiego Towarzystwa Geograficz- nego: „Obieg wody w zmieniajàcym si´ Êrodowisku”, Kielce, 2002 (So- morowska, 2002a); – „Extreme stages of the basin wetness conditions. Variability of the soil moisture in a lowland basin”, Konferencja UNESCO FRIEND (Flow Regimes ##7#52#aSUZPUk1BVC1WaXJ0dWFsbw== Wplyw sklad 02/12/2006 17:19 Page 8 8 Przedmowa from International and Experimental Network Data): „Bridging the gap between research and practice”, Kapsztad, RPA, 2002 (Somorow- ska, 2002b); – „Linking research, policy and practice for managing dynamic water resources in a protected area”, Konferencja Mi´dzynarodowej Asocjacji Modelowania Ârodowiskowego i Oprogramowania IEMSS (First Biennial Meeting of the International Environmental Modelling and Software Society): „In- tegrated Assessment and Decision Support”, Lugano, Szwajcaria, 2002 (Somorowska, 2002c); – „Simulation of the soil water storage in risk situation. Management framework of the wetness conditions at a basin scale”, Konferencja WIT (Wessex Insti- tute of Technology) dotyczàca symulacji komputerowych w analizie ry- zyka i zwalczaniu zagro˝eƒ zdarzeniami katastrofalnymi (Third Interna- tional Conference on Computer Simulations in Risk Analysis and Hazard Mitigation), Sintra, Portugalia, 2002 (Somorowska, 2002d); – „An assessment of the hydrological functioning of lowland basin for environmen- tally sensitive management”, Konferencja Mi´dzynarodowej Sieci Badaƒ Ekologicznych ILTER (International Long-term Ecological Research Network): „Long-term research as reference for development and appli- cation of ecohydrological approach in freshwater and landscape mana- gement”, Izabelin (Kampinoski Park Narodowy), 2003; – „Water storage in the vadose zone evaluated from TDR soil moisture measure- ments”, Konferencja TDR (Time Domain Reflectometry Conference): „Method and methodology for determination of basic physical charac- teristics of porous media with application of TDR technology”, Lublin, 2004 (Somorowska, 2004a); – „Temporal patterns of the subsurface water storage inferred from the TDR soil moisture measurements”, Konferencja ERB (International Conference ERB – European Network of Experimental and Representative Basins): „Pro- gress in surface and subsurface water studies at the plot and small basin scale”, Turyn, W∏ochy, 2004 (Somorowska, 2004b, 2005); – „Zasoby wodne w procesie retencji podziemnej zlewni”, Rada Naukowa Insty- tutu Nauk Fizycznogeograficznych, Uniwersytet Warszawski, 9 czerw- ca 2005; – „Physical insight into soil water storage interacting in the soil–plant–atmosphe- re system”, Konferencja UNESCO FRIEND (5th World FRIEND Confe- rence): „Water Resource Variability: Processes, Analysis and Impacts”, Hawana, Kuba, 2006 (Somorowska, 2006 w druku). ##7#52#aSUZPUk1BVC1WaXJ0dWFsbw== Wplyw sklad 02/12/2006 17:19 Page 9 Przedmowa 9 Udzia∏ w powy˝szych konferencjach by∏ wspierany finansowo poprzez stypendia zagraniczne, m.in. stypendium konferencyjne Europejskiej Unii Geofizycznej w 1997 r., stypendium konferencyjne Szwajcarskiej Fundacji Nauki w 2002 r., stypendium konferencyjne UNESCO w 2002 r., stypen- dium Komisji Europejskiej w 2002 r. na udzia∏ w intensywnym kursie „The Advanced Study Course (ASC) on River Basin Management (RBM)”, Uni- versity of Birmingham, Department of Civil Engineering. Istotnym ele- mentem u∏atwiajàcym podj´cie niniejszych badaƒ by∏o ponadto odbycie w 1994 r. sta˝u w Szkole Zasobów Naturalnych i Ârodowiska w Uniwersy- tecie Michigan (School of Natural Resources and Environment, The Uni- versity of Michigan), jako Post-Doctoral Research Fellow. W ramach sta˝u zapoznano si´ z nowoczesnà aparaturà pomiarowà umo˝liwiajàcà monito- ring wybranych elementów Êrodowiska przyrodniczego, a ponadto uczest- niczono w sesjach i eksperymentach terenowych. Odbycie sta˝u zosta∏o po- twierdzone certyfikatem (Certificate of the post-doctoral research training, The University of Michigan, June 1994). Badania nad zró˝nicowaniem przestrzennym i zmiennoÊcià czasowà wilgotnoÊci strefy aeracji i ich rolà w kszta∏towaniu procesów hydrologicz- nych w zlewni stanowià wk∏ad w badania mi´dzynarodowe w Programie NE FRIEND (Northern European Flow Regimes from International and Experimental Network Data), w Projekcie No. 5 („Catchment Hydrolo- gical Biogeochemical Processes in a Changing Environment”) w ramach Mi´dzynarodowego Programu Hydrologicznego IHP UNESCO (Holko, 2006). Badania autorki by∏y ponadto prezentowane w European Research Basin Newsletter (Pfister, 2003), a ich charakterystyka znalaz∏a si´ równie˝ w Baltex Newsletter (Somorowska, 2003a). Ponadto wybrane zadania badawcze (Somorowska, 2003b) by∏y wk∏adem w realizacj´ projektu ba- dawczego „Bilans zlewni chronionej w warunkach antropopresji” (ang. „A Water Balance for the Protected Catchment Subject to Many Anthro- pogenic Factors”). Badania te by∏y realizowane w Zak∏adzie Hydrologii Wydzia∏u Geografii i Studiów Regionalnych Uniwersytetu Warszawskie- go, jako projekt finansowany w latach 1997–2001 przez Polsko-Amery- kaƒski Fundusz Marii Sk∏odowskiej-Curie (US-Poland Maria Sk∏odowska- -Curie Joint Fund II). Sk∏adam serdeczne podzi´kowania kierownikowi Zak∏adu Hydrologii Pani Profesor dr hab. Ma∏gorzacie Gutry-Koryckiej za umo˝liwienie i istot- ne wspieranie podj´tych przeze mnie badaƒ, a tak˝e w∏àczenie tematu do wspó∏pracy mi´dzynarodowej w projekcie FRIEND w ramach Mi´dzynaro- dowego Programu Hydrologicznego IHP UNESCO. Równie serdeczne po- ##7#52#aSUZPUk1BVC1WaXJ0dWFsbw== Wplyw sklad 02/12/2006 17:19 Page 10 10 Przedmowa dzi´kowania kieruj´ do Pana Profesora dr. hab. in˝. Zdzis∏awa Mikulskiego, przewodniczàcego Rady Naukowej Instytutu Nauk Fizycznogeogra- ficznych, za cenne rady i sugestie stanowiàce ukierunkowanie w prezentacji wyników prowadzonych przeze mnie badaƒ. Recenzentom pracy, Panu Profesorowi dr. hab. Wojciechowi Che∏mic- kiemu oraz Panu Profesorowi dr. hab. Alfredowi Kanieckiemu, wyra˝am ogromnà wdzi´cznoÊç za wnikliwe i cenne uwagi, które uwzgl´dni∏am w pracy. ##7#52#aSUZPUk1BVC1WaXJ0dWFsbw== Wplyw sklad 02/12/2006 17:19 Page 11 1. Wst´p 1.1. Retencja podziemna w kszta∏towaniu procesów hydrologicznych Przedmiotem badaƒ hydrologii jako nauki zaliczanej do dyscyplin fi- zycznogeograficznych sà procesy obiegu wody na làdach (Eagleson, 1978; Soczyƒska, 1997; Dingman, 2002). Poznanie procesów hydrologicznych w ró˝nych skalach czasowych i przestrzennych, a tak˝e identyfikacja ich po- wiàzaƒ z procesami fizycznymi, chemicznymi i biologicznymi, traktowane sà jako wyzwania wspó∏czesnej hydrologii (Gupta i in., 2000; Gutry-Koryc- ka, Soczyƒska, 2000). Badania procesów hydrologicznych obejmujà m.in. zagadnienie skalowania (Klemesˇ, 1983; Blöeschl, 1996; Sposito, 1998; Gutry-Korycka, 2001), a tak˝e modelowania (Soczyƒska, 1989; Ozga-Zie- liƒska, 1994; Abbott, Refsgaards, 1996; Beven, 2003). W szerokim kon- tekÊcie badaƒ fizycznogeograficznych sà one postrzegane jako wk∏ad w roz- poznanie relacji zachodzàcych w obiegu energii i materii (Chojnicki i in., 1986; Starkel, 1994; Richling, Solon, 1996), a w szczególnym przypadku w geoekosystemie (Kostrzewski, 1993). Istotnym elementem badaƒ hydro- logicznych jest diagnoza stanu zmiennych hydrologicznych dokonywana coraz cz´Êciej z zastosowaniem zaawansowanych technik obserwacyjnych i pomiarowych (Entekhabi i in., 1999; NRC, 1999; Moss, 2003). Dost´p- noÊç zaawansowanych technik obserwacyjnych umo˝liwia podejmowanie nowych prób parametryzacji zjawisk i procesów zachodzàcych w Êrodowi- sku przyrodniczym. Przesuwajàce si´ stale granice poznania wyznaczajà no- we obszary badawcze, stwarzajàc jednoczeÊnie szans´ uzyskiwania odpowie- dzi na coraz to nowe pytania naukowe (Klimek, 2003). Obserwowany w ostatnich latach wzrost skutecznoÊci stosowania metod iloÊciowych w wielu dyscyplinach geograficznych jest wynikiem post´pu w zakresie oprogramowania oraz wzrostu mocy obliczeniowej systemów komputero- wych (Stach, Tamulewicz, 2003). Formu∏owane w hydrologii hipotezy na- ukowe dotyczà m.in. iloÊci wody bioràcej udzia∏ w obiegu wody w Êrodowi- sku, a tak˝e przep∏ywu i wymiany wody pomi´dzy poszczególnymi ##7#52#aSUZPUk1BVC1WaXJ0dWFsbw== Wplyw sklad 02/12/2006 17:19 Page 12 12 1. Wst´p Rys. 1.1. Schemat krà˝enia wody fazy làdowej z uwzgl´dnieniem stanu retencji strefy aeracji i strefy saturacji (wg Freeze, Cherry, 1978) podsystemami zlewni. W ramach tych zagadnieƒ badawczych prowadzone sà szczegó∏owe prace zmierzajàce m.in. do okreÊlenia roli powierzchniowej warstwy litosfery w formowaniu odp∏ywu ze zlewni (Harter, Hopmans, 2004). Punktem wyjÊcia tych rozwa˝aƒ jest znajomoÊç stanu retencji pod- ziemnej, na który sk∏adajà si´ stan retencji strefy aeracji i strefy saturacji. Stan retencji podziemnej odgrywa istotnà rol´ w kszta∏towaniu proce- sów hydrologicznych. Schemat krà˝enia wody w systemie zlewni uwzgl´d- niajàcy stan retencji podziemnej przedstawiono na rysunku 1.1. Obieg wo- dy w zlewni jest kszta∏towany przez procesy opadu, parowania i odp∏ywu (Eagleson, 1978; Baumgartner, Liebscher, 1996; Bajkiewicz-Grabowska, Mikulski, 1999; Jaworski, 2004). Zale˝noÊci iloÊciowe wyst´pujàce mi´dzy sk∏adowymi cyklu hydrologicznego sà uwarunkowane przez cechy klimatu (Budyko, 1975). Ponadto sà modyfikowane przez lokalne czynniki fizycz- nogeograficzne, które oddzia∏ujà jako nieliniowy filtr w procesie transfor- macji opadu atmosferycznego w odp∏yw (Entekhabi i in., 1996). Zasadni- czà prawid∏owoÊcià krà˝enia wody na làdach jest uzupe∏nianie przez opad atmosferyczny ubytków wody powstajàcych podczas parowania i odp∏ywu (Ryszkowski i in., 2003). Wypadkowà procesów krà˝enia wody fazy làdo- wej sà zmienne stany retencji podziemnej, zale˝ne od stanu uwilgotnienia gleby oraz po∏o˝enia zwierciad∏a wód podziemnych. Stan retencji podziem- nej jest wypadkowà procesów hydrologicznych, a zarazem czynnikiem ##7#52#aSUZPUk1BVC1WaXJ0dWFsbw== Wplyw sklad 02/12/2006 17:19 Page 13 1.1. Retencja podziemna w kszta∏towaniu procesów hydrologicznych 13 wp∏ywajàcym bezpoÊrednio na ewapotranspiracj´ oraz proces formowania si´ odp∏ywu (Eagleson, 2002; Dickinson i in., 2003). W hydrologii retencja wody uto˝samiana jest z pewnym istniejàcym za- pasem wody, zmagazynowanym przejÊciowo lub trwale w strefie naziemnej i podziemnej (Somorowski, 1965; Kaniecki, 1982; Jaworski, 1991; Miler, 1994; Gutry-Korycka, 2003; Pociask-Karteczka, 2003). Przewa˝nie sà wy- ró˝niane: retencja powierzchniowa, retencja strefy aeracji oraz retencja stre- fy saturacji, pozostajàca w zasi´gu wahaƒ stanów wód podziemnych. Reten- cja powierzchniowa (naziemna) jest na ogó∏ pomijana w opracowaniach hydrologicznych ze wzgl´du na jej okresowe wyst´powanie oraz znikomà wielkoÊç w porównaniu z retencjà strefy podziemnej (Byczkowski, 1996). Retencj´ strefy podziemnej tworzà retencja strefy aeracji oraz retencja stre- fy saturacji. Ta ostatnia jest okreÊlana równie˝ terminem retencji gruntowej. Retencj´ strefy aeracji stanowià zapasy wilgoci glebowej – wody glebowe, natomiast retencj´ gruntowà – wody strefy saturacji (rys. 1.2). Rys. 1.2. Schemat podzia∏u retencji podziemnej w profilu glebowym na retencj´ strefy aeracji (A) i retencj´ gruntowà – retencj´ strefy saturacji (B) (wg Somorowskiego, 1965) W hydrologii zarówno wody glebowe, jak i wody podziemne, sà trakto- wane ogólnie jako sk∏adowe hydrosfery (rys. 1.3). Ich ocena jest trudna, zw∏aszcza w skali globalnej, ze wzgl´du na dynamik´ zasobów wodnych. WartoÊci liczbowe podawane przez ró˝ne êród∏a sà niekiedy odmienne. Przyjmujàc, ˝e zasoby wodne Ziemi sà sta∏e, ogólnà obj´toÊç hydrosfery szacuje si´ na oko∏o 1,386 ⋅ 109 km3, z czego tylko 3 to wody s∏odkie ##7#52#aSUZPUk1BVC1WaXJ0dWFsbw== Wplyw sklad 02/12/2006 17:19 Page 14 14 1. Wst´p Rys. 1.3. Wody glebowe i wody podziemne jako element zasobów wód s∏odkich i globalnych (Gleick, 1996). Wody glebowe, których obj´toÊç wynosi 16,5 ⋅ 103 km3, stanowià 0,001 ca∏ej hydrosfery, a jednoczeÊnie – 0,05 obj´toÊci wszyst- kich wód s∏odkich. Obj´toÊç wód podziemnych wynosi 23,4 ⋅ 106 km3, sta- nowiàc 0,76 ca∏ej hydrosfery oraz 30,1 obj´toÊci wód s∏odkich. Wzgl´dnie ma∏a obj´toÊç wód glebowych rekompensowana jest ich znacz- nà dynamikà wymiany. Wymiana wód glebowych trwa oko∏o jednego roku (Lwowicz, 1979; Shiklomanov, 1999), natomiast wód podziemnych – oko- ∏o 1400 lat (Shiklomanov, 1999). Inni autorzy szacujà aktywnoÊç wymiany wód podziemnych w zmiennym zakresie 1–10 000 lat (np. Hornberger i in., 1998). Retencja strefy aeracji (strefy nienasyconej) wyst´puje w obszarze po- mi´dzy powierzchnià terenu a pierwszym poziomem wody podziemnej. Strefa aeracji jest uk∏adem trójfazowym, z∏o˝onym z fazy sta∏ej, ciek∏ej i ga- zowej (Hanks, Ashcroft, 1980; Hillel, 2004). Faz´ sta∏à tworzà czàstki mine- ralne, organiczno-mineralne i organiczne, faz´ ciek∏à – roztwory glebowe, a faz´ lotnà – powietrze glebowe. Przestrzeƒ wyst´pujàca mi´dzy czàstka- mi fazy sta∏ej jest wype∏niona powietrzem oraz wodami glebowymi zwiàza- nymi w postaci wody higroskopowej, b∏onkowatej i kapilarnej (Kowalik, 1973, 2001). Wyst´pujàca w strefie aeracji iloÊç wód glebowych kszta∏tuje uwilgotnienie gleby, wyra˝ane jako wilgotnoÊç wagowa, wilgotnoÊç obj´toÊcio- wa lub jako zapas wody w okreÊlonej warstwie gleby. Zró˝nicowanie przestrzenne i zmiennoÊç czasowa zapasu wody w strefie aeracji sà zaliczane do najwa˝niejszych czynników wp∏ywajàcych na obieg ##7#52#aSUZPUk1BVC1WaXJ0dWFsbw==
Pobierz darmowy fragment (pdf)

Gdzie kupić całą publikację:

Wpływ stanu retencji podziemnej na proces odpływu w zlewni nizinnej
Autor:

Opinie na temat publikacji:


Inne popularne pozycje z tej kategorii:


Czytaj również:


Prowadzisz stronę lub blog? Wstaw link do fragmentu tej książki i współpracuj z Cyfroteką: